金属(Metal)

目录

1.什么是金属2.金属的分类3.金属在自然界的存在4.金属的性质

• 什么是金属

  金属是一种具有光泽（即对可见光强烈反射）、富有延展性、容易导电、导热等性质的物质。金属的上述特质都跟金属晶体内含有自由电子有关。在自然界中，绝大多数金属以化合态存在，少数金属例如金、铂、银、铋以游离态存在。金属矿物多数是氧化物及硫化物。其他存在形式有氯化物、硫酸盐、碳酸盐及硅酸盐。金属之间的连结是金属键，因此随意更换位置都可再重新建立连结，这也是金属延展性良好的原因。金属元素在化合物中通常只显正价。相对分子质量较大的被称为重金属。

  金属的分类

  金属通常可分为黑色金属和有色金属两大类：

  1.黑色金属。包括铁、锰和铬以及它们的合金，主要是铁碳合金(钢铁)。

  2.有色金属。是指除去铁、铬、锰之外的所有金属。有色金属大致上按其密度、价格、在地壳中的储量和分布情况、被人们发现以及使用的早晚等分为五大类：

  (1)轻有色金属：一般指密度在 4.5g/贵金属：这类金属包括金、银和铂族元素(铂、铱、俄、钌、钯、铑)，由于它们对氧和其它试剂的稳定性，而且在地壳中含量少，开采和提取比较困难故价格比一般金属贵，因而得名贵金属。它们的特点是密度大(10.4～22.48g/工业上制备及应用较晚的金属。这类金属包括：锂、铷、铯、铍、钨、钼、钽、铌、钛、铪、钒、铼、镓、铟、铊、锗、希土元素及人造超铀元素等。

  金属在自然界的存在

  1.游离态：Au, Ag, BI, Re (稀少)

  2.游离态及化合态：较活泼金属：如铁，有单质、氧化物

  3.化合态：活泼金属

  （1）卤化物：ⅠA.ⅡA

  （2）难溶盐矿石：ⅡA的、、、硅铝酸盐

  （3）氧化物及硫化物：过渡金属

  金属的性质

  金属的物理性质

  1.金属光泽

  由于金属原子以最紧密堆积状态排列，内部存在自由电子，所以当光线投射到它的表面上时，自由电子吸收所有频率的光，然后很快放出各种频率的光，这就使绝大多数金属呈现钢灰色以至银白色光泽。此外金显黄色，铜显赤红色，铋为谈红色，铯为淡黄色以及铅是灰蓝色，这是因为它们较易吸收某一些频率的光之故。金属光泽只有在整块时才能表现出来，在粉末状时，一般金属都呈暗灰色或黑色。这是因为在粉末状时，金属晶面取向杂乱，晶格排列得不规则，吸收可见光后辐射不出去，所以为黑色。

  许多金属在光的照射下能放出电子。有一些能在短波辐射照射下放出电气这种现象称为光电效应。另一些在加热到高温时能放出电子，这种现象称为热电现象。

  2.金属的导电性和导热性

  根据金属键的概念，所有金属中都有自由电子，在没有外加电场作用时，自由电子没有一定运动方向，因此没有定向电流产生。当金属导线接到电源的正、负两极时，有了电势差、自由电子便沿着导线由负极移向正极，形成电流。这就显示出导电性。这与电解质的水溶液或熔融盐的导电原因是不同的，离子导电在两极上会发生化学反应。

  3.金属的延展性

  金属的延性，可以抽成丝。如最细的白金直径不过1/5000mm。

  金属的展性，可以压成薄片。如最薄的金箔，只有1/10000mm厚。

  4.金属的密度

  锂、钠、钾比水轻，大多数金属密度较大。

  5.金属的硬度

  金属的硬度一般较低大，但它们之间有很大的差别较大。有的坚硬如铬、钨等。有些软可用小刀切割如钠、钾。

  6.金属的熔点

  金属的熔点一般较高，但高低差别较大。最难熔的是钨，最易熔的是汞，铯和镓。汞在常温下是液体，铯和镓在手上受热就能熔化。

  金属的化学性质

  (一)金属与非金属反应

  位于金属活动顺序表前面的一些金属很与氧化合形成氧化物，钠、钾的氧化很快，铷、铯会发生自燃。位于金属活动顺序表后面的一些金属，如铜、汞等必须在加热情况下才能与氧化合，而银、金即使在炽热的情况下也很难与氧等非金属化合。如铝、铬形成致密的氧化膜，防止金属继续被氧化，即钝化。在空气中铁表面生成的氧化物结构疏松，因此，铁在空气中易被腐蚀。

  (二)金属与水、酸的反应

  在常温下纯水的=-0.41V。因此,氧化剂的存在下，与非氧化性酸反应。如铜不和稀盐酸反应，而能与硝酸反应。

  (三)金属与碱反应

  金属除了少数显两性以外，一般都不与碱起作用。锌、铝与强碱反应，生成氢和锌酸盐或铝酸盐，反应如下：

  Zn+2NaOH+

  参考文献

  1.0 1.1 1.2 第19章 金属通论.无机化学.天水师范学院精品课程